機(jī)器人設(shè)計識別大腦內(nèi)部的運(yùn)作

麩皮中的神經(jīng)元提供了豐富的信息；從電活動的模式，它的形狀，以及基因的潛在特征，以及在什么情況下特定的基因被激活。

然而，由于我們對內(nèi)腦活動的知識和范圍有限，以及在獲取這些信息方面的艱苦困難，世界各地只有少數(shù)實驗室進(jìn)行了專門研究這一原因的研究。

現(xiàn)在，科學(xué)家們已經(jīng)開發(fā)出一種新的方法來自動化從大腦中的神經(jīng)元整理的信息。

麻省理工學(xué)院的Benesse職業(yè)發(fā)展副教授Ed Boyden和佐治亞理工學(xué)院的機(jī)械工程助理教授Craig Forest合作并加入了他們的實驗室，以開發(fā)一種方法來自動定位和記錄來自活腦神經(jīng)元的信息的過程。

通過使用由計算機(jī)算法引導(dǎo)的機(jī)器人手臂來檢測大腦中的這些細(xì)胞，這種新方法能夠識別和記錄來自神經(jīng)元的信息，其準(zhǔn)確性比人類技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)的更快、更好。森林說：

“我們的團(tuán)隊從一開始就是跨學(xué)科的，這使我們能夠把精密機(jī)器設(shè)計的原理應(yīng)用到活腦的研究上?！?/p>

該小組將一種30年前的技術(shù)現(xiàn)代化和自動化，稱為“全細(xì)胞貼片夾緊”；這種技術(shù)包括將一個小的中空玻璃吸管放入與神經(jīng)元的細(xì)胞膜接觸，并在神經(jīng)元中挖一個小孔，以記錄其電活動。

為了徹底改變這項技術(shù)，科學(xué)家們建造了一個機(jī)器人手臂，以提高精確度降低了一個吸管進(jìn)入大腦-用千分尺-這是人類無法實現(xiàn)的。

通過將麻省理工學(xué)院和佐治亞理工學(xué)院的專業(yè)結(jié)合起來，這一新發(fā)展有效地消除了數(shù)月強(qiáng)化培訓(xùn)的需要，并可用于獲取更廣泛和更詳細(xì)的關(guān)于活的大腦和細(xì)胞活動的信息。

此外，這項技術(shù)最終可以用來填補(bǔ)大腦中數(shù)千種不同類型的活細(xì)胞的空白-電脈沖和細(xì)胞如何連接、工作，以及如何對抗阿爾茨海默氏癥、帕金森氏癥和癲癇等疾病的細(xì)胞。麻省理工學(xué)院媒體實驗室和麥戈文大腦研究所的成員博伊登說：

“在所有這些情況下，一個細(xì)胞的分子描述與[它的]電和電路特性相結(jié)合仍然是難以捉摸的。如果我們真能描述疾病如何改變活腦內(nèi)特定細(xì)胞中的分子，它可能會使人們找到更好的藥物靶點。”

除了在進(jìn)一步理解神經(jīng)科學(xué)方面有用之外，研究小組希望它能激勵其他人在包括optogenetics在內(nèi)的領(lǐng)域發(fā)展他們的owntechnology改進(jìn)-使用光來靶向神經(jīng)回路，以及了解光如何影響大腦。